УДК
621.371
ВЫСОТНАЯ
ЗАВИСИМОСТЬ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ НАД ЛЕДОВОЙ МОРСКОЙ ТРАССОЙ НА ЧАСТОТЕ 500
КГЦ
Ю. Б. Башкуев, М. Г.
Дембелов
Институт физического
материаловедения СО РАН, 670047, Улан-Удэ, ул.
Сахьяновой, 6
Статья поступила в редакцию 18 ноября 2016 г., после
доработки – 27 декабря 2016 г.
Аннотация. На основе
сравнения высотных зависимостей модуля функции ослабления |W| и уровня поля Е на
частоте 500 кГц для радиотрасс «лед-море» и «море» длиной до 1000 км показано,
что условия распространения СВ радиоволн над покрытым льдом морем на высотах
приема до 3-10 км более благоприятны, чем над открытым морем. При анализе
численных результатов для модуля функции ослабления |W| и уровня поля E установлено, что условия
распространения СВ радиоволн на частоте 500 кГц над ледовыми трассами зависят
от высоты приема. Поле, возбуждаемое вертикальным электрическим диполем над
слоистой структурой «лед-море», имеющей сильно-индуктивный поверхностный
импеданс, существенно превышает поле земной волны над открытым морем. На
частоте 500 кГц модуль функции ослабления |W| над
ледовой трассой на протяжении 1000 км почти всегда выше |W| над однородной морской поверхностью. Он уменьшается
при увеличении высоты приема. Для |W| над
морем при увеличении высоты приема происходит его небольшой рост. Поле над
ледовой трассой на протяжении 1000 км также всегда выше поля над однородной
морской поверхностью. Оно уменьшается при увеличении высоты приема. Этот эффект
обусловлен концентрацией поля над сильно-индуктивной поверхностью раздела сред.
Для поля над морем при увеличении высоты приема происходит его незначительный рост. Численные результаты могут быть использованы для выбора
оптимальных рабочих частот ДВ-СВ радиолиний большой и средней дальности и оценки эффективности каналов связи и навигации в Северном Ледовитом океане. Отметим,
что электромагнитное поле на частоте 500 кГц существует до больших высот
приема, что практически важно при организации радиолиний связи и навигации,
например, между дрейфующими полярными станциями и летательными аппаратами
(самолетами и вертолетами), а также для трансполярных воздушных трасс. Необходимо продолжить численное моделирование высотной зависимости
ДВ-СВ радиополя для разных частот, толщин льда и расстояний до излучателя.
Ключевые слова:
электромагнитная волна, структура «лед-море», поверхностный импеданс, функция
ослабления, уровень поля, морской лед, импедансная трасса
Abstract.
It is shown that conditions of
propagation of surface electromagnetic waves (SEW) over the ice-covered sea at
receiving altitudes up to 10 km are always more favorable than over the open
sea. This fact is based on the comparison of height dependencies of the module of
an attenuation function |W| and the intensity of the field E at a
frequency of 500 kHz for "ice-sea" and "sea" radio paths
with a length of up to 1000 km. The analysis of numerical results for the
module of an attenuation function |W| and the intensity of the field E
showed that conditions of propagation of SEW over the ice paths depend on the
height of the reception. The SEW field excited by a vertical electric dipole
over a layered structure of the "ice-sea" that has a highly inductive
surface impedance is significantly higher than the waves over the open sea. At
a frequency of 500 kHz the module of an attenuation function |W| over
the ice path distance of 1000 km almost always exceeds |W| over a
homogeneous sea surface. It decreases with increasing height of receiving. For
|W| over the sea by increasing the height of the reception is increased.
The intensity field over the ice path at over 1000 km is always higher than intensity
field over homogeneous sea surface. It decreases with increasing height of
receiving. This effect is due to "adhesion" of the SEW to
highly-inductive interface of mediums. Field intension increases slightly above
the sea by increasing the height of the reception. The numerical results can be
used to select the optimal operating frequency of LF-MF radio lines of long and
medium range and to estimate the effectiveness of channels of communication and
navigation in the Arctic ocean. Note, that the SEW at a frequency of 500 kHz
exists to greater heights of reception. It is practically important in the
organization of radio communication and navigation, for example, between the
drifting polar stations and aircrafts (planes and helicopters), as well as for
Transpolar air routes. It is necessary to continue the numerical modeling of
the height dependence of SEW for different frequencies, thicknesses of ice and
the distance to the transmitter. Further research must also be associated with
the extension of the frequency range of modeling in the microwave range.
Keywords:
surface electromagnetic waves (SEW), «ice-sea» structure, surface impedance, an attenuation function, field intensity, sea ice, impedance path.
Ссылка
на статью:
Ю.
Б. Башкуев, М. Г. Дембелов. Высотная зависимость электромагнитного поля над ледовой
морской трассой на частоте 500 кГц. Журнал радиоэлектроники [электронный
журнал]. 2017. №3. Режим доступа: http://jre.cplire.ru/jre/mar17/4/text.pdf